コンデンサ及びその製造方法
【課題】集電板と電極張出し部との接続を安定化させ、コンデンサ素子の低抵抗化とともに接続強度を高める。
【解決手段】素子端面（６）に電極張出し部（陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂ）を形成したコンデンサ素子（４）と、前記電極張出し部と溶接する溶接接続部（溶接部２４）とともに肉厚部（突部３２）を持ち、該肉厚部（突部３２）により熱容量を増大させた集電板（８Ａ、８Ｂ）と、前記コンデンサ素子の前記電極張出し部に前記集電板が溶接により接続されている。
【解決手段】素子端面（６）に電極張出し部（陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂ）を形成したコンデンサ素子（４）と、前記電極張出し部と溶接する溶接接続部（溶接部２４）とともに肉厚部（突部３２）を持ち、該肉厚部（突部３２）により熱容量を増大させた集電板（８Ａ、８Ｂ）と、前記コンデンサ素子の前記電極張出し部に前記集電板が溶接により接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子に集電板を溶接するなど、コンデンサ素子と集電板との接続技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサ又は電解コンデンサでは、コンデンサ素子の電極部に外部端子が接続されている。コンデンサ素子の電極部の形成や、外部端子との接続構造はコンデンサ素子や、製品としてのコンデンサの内部抵抗など、コンデンサが備える電気的な特性に大きく影響を与える。
【０００３】
このような接続に関し、素子の端面に集電端子を設けること（例えば、特許文献１）、巻回素子の一方の端面に陽極集電板、他方の端面に陰極集電板を設けること（例えば、特許文献２）、巻回素子の端面に露出した集電箔を覆って集電板を備え、集電板と集電箔とを溶接接続すること（例えば、特許文献３）、また、集電板を外装ケースと素子との接続や外部端子との接続に用いること（例えば、特許文献４）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１９８５７号公報
【特許文献２】特開２００１−０６８３７９公報
【特許文献３】特開２００７−３３５１５６公報
【特許文献４】特開２０１０−０９３１７８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、コンデンサ素子の素子端面に集電板を備え、集電板を電極箔に接続する構成では、集電体でコンデンサ素子の内部抵抗を低減できる利点がある反面、各電極箔と集電板との溶接精度を高める必要がある。
【０００６】
集電板と電極張出し部との溶接面積を多くとれば、コンデンサ素子の内部抵抗を低減できるが、電極張出し部は文字通り、コンデンサ素子の電極、すなわち、薄い電極箔の縁部で形成されているから、電極張出し部を拡大すれば、電極張出し部と集電板との溶接条件が部分的に異なるなど、一様にはならない。このため、溶接エネルギを同一にしても、均一な熱伝導が得られない、熱伝導にムラが生じて溶融状態が不均一となる、溶接精度が低下するなど、接続状態を不安定にするという不都合がある。
【０００７】
溶接精度を高めるには溶接エネルギを増強すればよいが、電極張出し部および集電板の異なる溶接条件に対して溶接エネルギを増大させれば、集電板を過熱させ、集電板と電極張出し部との接続を不安定にするという不都合がある。
【０００８】
斯かる要求や課題について、特許文献１〜４にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆はない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、集電板と電極張出し部との接続を安定化させ、コンデンサ素子の低抵抗化とともに接続強度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、素子端面に電極張出し部を形成したコンデンサ素子と、前記電極張出し部と溶接する溶接接続部とともに肉厚部を持ち、該肉厚部により熱容量を増大させた集電板と、前記コンデンサ素子の前記電極張出し部に前記集電板が溶接により接続されている。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの製造方法は、素子端面に電極張出し部を形成したコンデンサ素子の前記電極張出し部に溶接する溶接接続部とともに肉厚部を持つ集電板を形成する工程と、前記集電板の前記肉厚部に放熱手段を接触させて放熱させながら前記溶接接続部に溶接ビームを照射し、前記溶接接続部と前記電極張出し部とを溶接する工程とを含んでいる。
【００１２】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記放熱手段に把持手段を備え、該把持手段に前記肉厚部を把持させて前記集電板を放熱させてよい。
【００１３】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記コンデンサ素子の前記素子端面に少なくとも２つの前記集電板を設置し、スペーサを介在させて前記集電板を保持する工程と、前記スペーサから放熱しながら、前記各集電板に溶接ビームを照射し、前記電極張出し部に前記集電板を溶接する工程とを含んでもよい。
【００１４】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記把持手段に前記集電板の前記肉厚部を一括把持させ、前記把持手段を通して放熱させてよい。
【００１５】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記スペーサに放熱手段を取り付けて放熱させてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のコンデンサ又はその製造方法によれば、次の何れかの効果が得られる。
【００１７】
(1) 集電板と電極張出し部との接続を安定化させることができ、コンデンサ素子の低抵抗化とともにコンデンサ素子と集電板との接続強度を高め、コンデンサの信頼性を向上させることができる。
【００１８】
(2) 集電板の熱容量を肉厚部により増加させたので、集電板に照射する溶接エネルギを高めることができ、溶接精度を高めることができる。
【００１９】
(3) 集電板の溶接部や電極張出し部が薄い場合にも溶接精度を高めることができる。
【００２０】
(4) 集電板および電極張出し部の溶接精度が高められることから、集電板とコンデンサ素子との接続構造を堅牢化できる。
【００２１】
(5) コンデンサ素子の電極張出し部と集電板との接触状況を集電板の熱容量の増加で補完できるので、溶接ムラを抑制できる。
【００２２】
(6) コンデンサ素子の電極張出し部と集電板との溶接精度が高められるため、集電板の溶接によってコンデンサ素子の低抵抗化を図ることができる。
【００２３】
(7) コンデンサ素子の素子端面に集電板を備えたことにより、コンデンサ素子と外部端子部材との接続処理を簡略化することができる。
【００２４】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】コンデンサ素子、集電板およびスペーサの一例を示す斜視図である。
【図２】コンデンサ素子および集電板の溶接工程を示す図である。
【図３】集電板の保持構造の一例を示す図である。
【図４】コンデンサ素子および集電板の保持構造の一例を示す図である。
【図５】溶接時の放熱メカニズムの一例を示す図である。
【図６】電気二重層コンデンサの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔第１の実施の形態〕
【００２７】
第１の実施の形態に係る電気二重層コンデンサおよびその製造方法について、図１を参照する。図１はコンデンサ素子、集電板およびスペーサの一例を示している。図１に示す構成は一例であって、係る構成に本発明が限定されるものではない。
【００２８】
この電気二重層コンデンサ２（以下「コンデンサ２」と称する）は、本発明のコンデンサおよびその製造方法の一例であって、コンデンサ素子４の素子端面６に集電板８Ａ、８Ｂを備える。一例であるコンデンサ素子４は巻回型素子であるが、巻回型素子以外の素子、たとえば、積層素子であってもよい。素子端面６に接続される集電板８Ａ、８Ｂ間には、コンデンサ２の製造時、集電板８Ａ、８Ｂの位置決め治具および放熱治具としてスペーサ１０が用いられる。
【００２９】
コンデンサ素子４はたとえば、陽極側および陰極側の電極箔をこれら両者間に介在させたセパレータとともに巻回されており、既述の素子端面６は電極箔より幅の広いセパレータの縁部で形成されている。この素子端面６には、素子中心部１１を中心に一定幅の絶縁間隔１２が設定され、この絶縁間隔１２を挟んで半円形状に陽極部１４Ａおよび陰極部１４Ｂが形成されている。陽極部１４Ａおよび陰極部１４Ｂは、コンデンサ素子２の素子端面に形成された電極張出し部の一例である。
【００３０】
陽極部１４Ａはセパレータの縁部より部分的に張り出させた陽極側の電極箔で形成され、素子端面６に突出させた電極箔を素子中心部１１に向かって折り畳み、偏平に成形されている。陰極部１４Ｂは、セパレータの縁部より部分的に張り出させた陰極側の電極箔で形成され、素子端面６に突出させた電極箔を素子中心部１１側に折り畳み、偏平に成形されている。これら陽極部１４Ａおよび陰極部１４Ｂは既述の絶縁間隔１２で絶縁されている。
【００３１】
また、陽極部１４Ａおよび陰極部１４Ｂには、中央に集電板当接部１６を挟んで集電板溶接部１８が形成されている。集電板溶接部１８の角度θは、たとえば、４０〔度〕ないし８０〔度〕に区分して切断されている。集電板当接部１６および集電板溶接部１８は、既述の通り、陽極側または陰極側の電極箔で形成されて分割されており、集電板溶接部１８は集電板当接部１６より圧縮成形されている。このため、集電板当接部１６は、集電板溶接部１８との間に段差を設けて高く設定されている。
【００３２】
集電板８Ａ、８Ｂは、コンデンサ素子４と図示しない外部端子との間に介在させる端子部材であって、集電板８Ａは陽極部１４Ａに溶接により接続され、集電板８Ｂは陰極部１４Ｂに同様に接続される。集電板８Ａ、８Ｂには素子中心部１１と対応する位置に円弧状の切欠部２０が形成され、この切欠部２０を中心に端子接続部２２、この端子接続部２２を挟んで溶接部２４が形成されている。端子接続部２２は外部端子（図６の陽極端子７４または陰極端子７６）側に接続する部分であって、溶接部２４との間に段差を設けて高く設定されている。溶接部２４は、コンデンサ素子４の集電板溶接部１８と溶接する部分であるから、集電板溶接部１８と密着させるため同一の形状である。
【００３３】
端子接続部２２には円弧状面からなる溶接部２６が形成され、この溶接部２６の前面部には、コンデンサ素子４の素子端面６すなわち、集電板当接部１６を覆う覆い部２８が形成されている。端子接続部２２の裏面側には集電板当接部１６と相似形の凹部３０が形成され、この凹部３０内にコンデンサ素子４の集電板当接部１６が収容される。
【００３４】
集電板８Ａ、８Ｂの各溶接部２４には、直方体状の突部３２が形成され、各突部３２が、各集電板８Ａ、８Ｂの対向縁面部３４の縁端部に肉厚部を形成している。各突部３２によって形成された肉厚部が集電板８Ａ、８Ｂの熱容量を増大させるとともに、集電板８Ａ、８Ｂが把持手段（たとえば、チャック）で把持される被把持部を構成している。被把持部を突部３２と別個に形成してもよい。
【００３５】
各集電板８Ａ、８Ｂは、コンデンサ素子４の素子中心部１１を基準にコンデンサ素子４の素子端面６に位置決めされ、既述の絶縁間隔１２と同様に絶縁間隔３６が設定される。そこで、コンデンサ２の製造には、既述のスペーサ１０が用いられ、このスペーサ１０は本発明における放熱手段の一例である。このスペーサ１０は熱吸収性、放熱性のよい金属材料たとえば、鋼材で形成され、中心保持部３８とともに、この中心保持部３８を中心に直径方向に間隔保持部４０、４２を備えている。
【００３６】
中心保持部３８は、位置決め対象である各集電板８Ａ、８Ｂの切欠部２０を素子中心部１１に位置決めする柱状部であり、高さｈ1 を備える。この高さｈ1 は、切欠部２０の高さｈ2 と一致又は同等又は高く、即ち、ｈ1 ≒ｈ2 、ｈ1 ＝ｈ2 又はｈ1 ＞ｈ2 の関係である。中心保持部３８の外周の半径ｒ1 は切欠部２０の内周面の半径ｒ2 と同等であり、ｒ1 ≦ｒ2 の関係である。
【００３７】
間隔保持部４０、４２は、対向配置される集電板８Ａ、８Ｂの各対向縁面部３４に当接され、中心保持部３８で切欠部２０を中心に、集電板８Ａ、８Ｂの間隔を平行に絶縁間隔３６に保持する平行部である。間隔保持部４０、４２の形状は、偏平な直方体からなる板状体であって、長さＬ、高さｈ1 および厚さｔを備え、表裏面を以て平行な基準面４４Ａ、４４Ｂが形成されている。
【００３８】
このようなスペーサ１０によれば、コンデンサ素子４の中心に配置された中心保持部３８の周面部に切欠部２０を当て、間隔保持部４０、４２の基準面４４Ａ、４４Ｂに対向縁面部３４を密着させれば、各集電板８Ａ、８Ｂが絶縁間隔３６を設けてコンデンサ素子４の素子端面６の適正な位置に位置決めされる。しかも、各集電板８Ａ、８Ｂにスペーサ１０を放熱部材として接触させることができる。
【００３９】
次に、コンデンサ素子４と集電板８Ａ及び８Ｂの溶接工程について、図２、図３および図４を参照する。
【００４０】
この溶接工程は、本発明のコンデンサの製造方法の一例である。この溶接工程では、コンデンサ素子４に載置した集電板８Ａ、８Ｂを保持装置４６によって所定位置に保持し、レーザ溶接装置４８から集電板８Ａ、８Ｂの溶接箇所５０に対してレーザ照射５２を行い、溶接を行う。
【００４１】
保持装置４６には、定盤５４に設置されたコンデンサ素子４上で集電板８Ａ、８Ｂを周面方向から加圧保持する複数の加圧保持部５６が備えられ、各加圧保持部５６は、コンデンサ素子４の素子中心部１１を中心に放射状に配置されている。この実施の形態では隣接する加圧保持部５６間が一例として６０〔度〕間隔に設定している。各加圧保持部５６には集電板８Ａ、８Ｂに当接するチャック部５８が備えられ、各チャック部５８の背面側には圧縮状態のスプリング６０が設置され、スプリング６０の復元力を集電板８Ａ、８Ｂに作用させている。したがって、集電板８Ａ、８Ｂは、周面方向より作用させた圧力Ｆ（図２）を受け、保持されている。また、各チャック部５８は金属で構成され、溶接時、各集電板８Ａ、８Ｂの放熱手段を構成している。
【００４２】
また、保持装置４６には、スペーサ１０によりコンデンサ素子４の素子中心部１１に位置決めされた集電板８Ａ、８Ｂを把持する一対のチャック保持部６２が備えられている。各チャック保持部６２は、集電板８Ａ、８Ｂの突部３２を一括して把持するチャック部６４が備えられ、このチャック部６４で集電板８Ａ、８Ｂおよびスペーサ１０が保持される。この実施の形態では、集電板８Ａ、８Ｂの対向縁面部３４の間には補助スペーサ６６が設置されている。この補助スペーサ６６は、スペーサ１０の間隔保持部４０、４２と同一の厚みｔを備え、集電板８Ａ、８Ｂの対向縁面部３４に密着させている。この補助スペーサ６６およびチャック部６４は、溶接時、外部の放熱手段を構成している。
【００４３】
チャック部６４の各チャック片６４Ａ、６４Ｂは図３に示すように、支持軸６８によって回動可能であり開閉される。
【００４４】
また、保持装置５６には、図４に示すように、定盤５４に載置されたコンデンサ素子４を下側の素子端面６から上方に向かう加圧力７０を作用させ、コンデンサ素子４を上下方向においても加圧状態で所定位置に保持する。定盤５４は、コンデンサ素子４を垂直に位置決めして載置し、素子端面６を水平に維持する基準面を設定する手段の一例である。
【００４５】
次に、レーザ溶接および放熱について、図５を参照する。図５はレーザ照射および放熱の一例を示している。
【００４６】
この溶接工程では、コンデンサ素子４の素子端面６に位置決めされ保持された各集電板８Ａ、８Ｂの溶接部２４にレーザ照射５２を行う。このレーザ照射５２は４箇所同時に行ってもよく、各部を交互に選択して行ってもよい。
【００４７】
突部３２を形成したことにより、各集電板８Ａ、８Ｂの熱容量は突部３２の容積分だけ増加している。そして、溶接箇所５０Ａにレーザ照射５２を行った場合、溶接箇所５０Ａに生じた熱は、矢印ｍで示すように、突部３２に接触しているチャック部６４のチャック片６４Ａに伝導し、チャック部６４の本体側に流れ、放熱される。また、溶接箇所５０Ａの熱は、矢印ｎで示すように、スペーサ１０にも流れ、補助スペーサ６６からチャック部６４の本体側に流れ、放熱される。このような放熱形態は他の溶接箇所５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄで生じた熱も同様に放熱される。
【００４８】
このように各集電板８Ａ、８Ｂの熱容量が突部３２の形成によって増加したことと、既述の放熱機能が高められ、その結果、レーザ溶接の際にレーザ溶接装置４８から各溶接箇所５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに付与する溶接エネルギを高めることができる。この結果、従前では、レーザ溶接の際にレーザ出力を高めると、集電板８Ａ、８Ｂや電極張出し部である陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂを構成している電極箔が薄いために生じていた欠落部やムラを抑制できる。しかも、レーザ出力を弱めた場合に未接続部が生じていた不都合はレーザ出力を高めることにより改善することができる。そして、集電板８Ａ、８Ｂの熱容量の向上と相俟って放熱効率が向上したことにより、集電板８Ａ、８Ｂや陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂに加えられる溶接エネルギを吸収でき、溶接精度を高め、接続の信頼性を向上させることができる。
【００４９】
また、集電板８Ａ、８Ｂの突部３２による熱容量の増加は、集電板８Ａ、８Ｂに多様な放熱ルートが確保されたことによる、溶接時の溶融熱量変化を抑制でき、溶接状態の安定化を図ることができ、溶接精度を向上させることができる。
【００５０】
次に、集電板８Ａ、８Ｂを素子端面６に備える電気二重層コンデンサ２について、図６を参照する。図６は電気二重層コンデンサの一例を示している。
【００５１】
図６に示す電気二重層コンデンサ２では、コンデンサ素子４の陽極部１４Ａには封口板７２にある陽極端子７４が溶接により接続され、陰極部１４Ｂには封口板７２にある陰極端子７６が溶接により接続されている。陽極端子７４、陰極端子７６はコンデンサ２の外部端子の一例である。
【００５２】
このように、コンデンサ素子４と封口板７２は一体化され、円筒状の外装ケース７８にコンデンサ素子４が挿入される。外装ケース７８はたとえば、アルミニウムケースで構成される。封口板７２には封口本体８０の外面側縁部に封止リング８２が設置されている。この封口板７２は、外装ケース７８の絞り部８４で位置決めされるもととに、外装ケース７８の開口縁部８６をカーリング処理して封口板７２の封止リング８２に食い込ませることにより、外装ケース７８に保持されている。また、コンデンサ素子４は、封口板７２と外装ケース７８の内底面との間に保持されている。
【００５３】
この実施の形態では、コンデンサ素子４の素子端面６と封口板７２の封口本体８０との間には絶縁性リング８８が設置されている。この絶縁性リング８８が集電板８Ａ、８Ｂの周囲面及びその近傍を覆い、外装ケース７８とコンデンサ素子４側との絶縁が図られている。
【００５４】
以上説明した第１の実施の形態の電気二重層コンデンサ２の特徴事項や利点を列挙すれば以下の通りである。
【００５５】
(1) コンデンサ素子４や製品であるコンデンサ２の内部抵抗を低下させるため、電極張出し部である陽極部１４Ａや陰極部１４Ｂを増大し、集電板８Ａ、８Ｂとの接触面積を大きくすれば、それらの表面性状が溶接条件や溶接精度に影響を与えることは既述の通りである。これに対し、集電板８Ａ、８Ｂの熱容量を増大させたので、溶接エネルギを増大させ、溶接精度を高めることができる。
【００５６】
(2) 集電板８Ａ、８Ｂの熱容量を増大させる手段である複数の突部３２は、集電板８Ａ、８Ｂの対向縁面部３４の角部に形成し、しかも、集電板８Ａ、８Ｂの厚み方向に突出しているので、溶接部２４の溶接有効面積を狭めることなく、集電板８Ａ、８Ｂには溶接有効面積が十分に確保されている。これは溶接処理の利便性に加え、溶接精度を高めることができる。しかも、溶接部２４はレーザ溶接などのエネルギ照射による溶接に適する厚さに形成でき、陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂに溶接エネルギを十分に伝達できる。
【００５７】
(3) 集電板８Ａ、８Ｂの溶接部２４や陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂの電極箔が薄い場合にも溶接精度を高めることができる。
【００５８】
(4) 集電板８Ａ、８Ｂおよび陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂの溶接精度が高められることから、集電板８Ａ、８Ｂとコンデンサ素子４との接続構造を堅牢化できる。
【００５９】
(5) 陽極部１４Ａまたは陰極部１４Ｂと集電板８Ａまたは集電板８Ｂとの接触状況を集電板の熱容量の増加で補完でき、溶接ムラを抑制できる。
【００６０】
(6) 溶接精度の向上により、集電板８Ａ、８Ｂの溶接によってコンデンサ素子４の低抵抗化を図ることができ、ひいては等価直列抵抗の低い製品など、コンデンサ２の電気的な特性を向上させることができる。
【００６１】
(7) コンデンサ素子４の素子端面６に集電板８Ａ、８Ｂを備えたことにより、コンデンサ素子４と外部端子部材すなわち、陽極端子７４または陰極端子７６との接続処理を簡略化することができる。
【００６２】
(8) 外装部材である封口板７２には、コンデンサ素子４が強固に支持されている。即ち、陽極端子７４及び陰極端子７６に集電板８Ａ、８Ｂを介してコンデンサ素子４の陽極部１４Ａ及び陰極部１４Ｂがレーザ溶接により、強固に固定されるので、コンデンサ素子４の支持強度が高められている。この結果、機械的に堅牢な支持構造が構成され、製品の耐震性を高めることができる。
【００６３】
(9) 集電板８Ａ、８Ｂを備えているので、コンデンサ素子４にタブを接続する必要がない。
【００６４】
〔第２の実施の形態〕
【００６５】
(1) 第１の実施の形態では、端子部材として陽極端子７４及び陰極端子７６を例示したが、これら陽極端子７４及び陰極端子７６と集電板８Ａ、８Ｂとの間に端子板を備えた構成であってもよい。
【００６６】
(2) 第１の実施の形態では、溶接手段としてレーザ溶接を例示したが、溶接エネルギを照射する溶接方法であればよく、たとえば、電子ビーム溶接を用いてもよい。
【００６７】
(3) 第１の実施の形態では、電気二重層コンデンサ２を例示したが、本発明はこれに限定されない。同一の構造及び方法は、電解コンデンサにも同様に適用でき、同様の効果が得られる。
【００６８】
(4) 第１の実施の形態では、スペーサ１０と補助スペーサ６６とを別個の構成としたが、これらを一体化した構成としてもよい。たとえば、スペーサ１０の間隔保持部４０、４２を延長し、補助スペーサ６６の機能をスペーサ１０で実現してもよい。
【００６９】
(5) 第１の実施の形態では、保持装置４６に加圧保持部５６やチャック保持部６２を備える構成としたが、コンデンサ素子４や集電板８Ａ、８Ｂの保持や固定手段は上記実施の形態に限定されない。また、第１の実施の形態では、保持手段や固定手段で放熱手段を兼用しているが、保持装置４６と放熱手段を別個に設置してもよい。
【実施例】
【００７０】
この実施例は、既述の第１の実施の形態における溶接工程の実験例を示している。
【００７１】
この実施例では、既述の第１の実施の形態に係る供試品は集電板８Ａ、８Ｂ、保持装置４６およびスペーサ１０による放熱を行い、比較例に係る供試品には突部３２がない集電板を使用し、保持装置４６、スペーサ１０による放熱を行わないこととした。それぞれの溶接条件は、レーザ出力：５０〔Ｗ〕〜３０００〔Ｗ〕、レーザ走査の速度：一定速度、３００〔ｍｍ／秒〕〜３０００〔ｍｍ／秒〕とし、集電板８Ａ、８Ｂと電極部１４Ａ、１４Ｂを溶接した。第１の実施の形態に係る供試品１０〔個〕と比較例に係る供試品１０〔個〕のそれぞれについて、溶接部分の外観形状を観察し、溶接不良数を算出した。
【００７２】
この結果、溶接不良比率（不良数／供試品数）は、第１の実施の形態に係る供試品では、０／１０、比較例では、２／１０であった。第１の実施の形態の供試品は、レーザ溶接が良好で、溶接不良は皆無であり、これに対し、比較例の供試品は、局所的に集電板が過度に熱せられ、ボイドや欠落部等の溶接不良を生じた。つまり、第１の実施の形態に係る製品では、集電板の熱容量が増大し、良好なレーザ溶接が得られたのに対し、比較例に係る製品では、集電板の熱容量が小さく、局所的に集電板が過度に熱せられ、溶接不良が生じた。
【００７３】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のコンデンサ及びその製造方法は、集電板の熱容量を増大させ、溶接時の放熱性を高めたので、溶接精度の向上とともに、製品の信頼性を高めることができるなど、有益である。
【符号の説明】
【００７５】
２ 電気二重層コンデンサ
４ コンデンサ素子
６ 素子端面
８Ａ、８Ｂ 集電板
１０ スペーサ
１１ 素子中心部
１４Ａ 陽極部
１４Ｂ 陰極部
１６ 集電板当接部
１８ 集電板溶接部
２０ 切欠部
２２ 端子接続部
２４、２６ 溶接部
３６ 絶縁間隔
３８ 中心保持部
４０、４２ 間隔保持部
４６ 保持装置
４８ レーザ溶接装置
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ 溶接箇所
５２ レーザ照射
５６ 加圧保持部
５８、６４ チャック部
６２ チャック保持部
６６ 補助スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子に集電板を溶接するなど、コンデンサ素子と集電板との接続技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサ又は電解コンデンサでは、コンデンサ素子の電極部に外部端子が接続されている。コンデンサ素子の電極部の形成や、外部端子との接続構造はコンデンサ素子や、製品としてのコンデンサの内部抵抗など、コンデンサが備える電気的な特性に大きく影響を与える。
【０００３】
このような接続に関し、素子の端面に集電端子を設けること（例えば、特許文献１）、巻回素子の一方の端面に陽極集電板、他方の端面に陰極集電板を設けること（例えば、特許文献２）、巻回素子の端面に露出した集電箔を覆って集電板を備え、集電板と集電箔とを溶接接続すること（例えば、特許文献３）、また、集電板を外装ケースと素子との接続や外部端子との接続に用いること（例えば、特許文献４）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１９８５７号公報
【特許文献２】特開２００１−０６８３７９公報
【特許文献３】特開２００７−３３５１５６公報
【特許文献４】特開２０１０−０９３１７８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、コンデンサ素子の素子端面に集電板を備え、集電板を電極箔に接続する構成では、集電体でコンデンサ素子の内部抵抗を低減できる利点がある反面、各電極箔と集電板との溶接精度を高める必要がある。
【０００６】
集電板と電極張出し部との溶接面積を多くとれば、コンデンサ素子の内部抵抗を低減できるが、電極張出し部は文字通り、コンデンサ素子の電極、すなわち、薄い電極箔の縁部で形成されているから、電極張出し部を拡大すれば、電極張出し部と集電板との溶接条件が部分的に異なるなど、一様にはならない。このため、溶接エネルギを同一にしても、均一な熱伝導が得られない、熱伝導にムラが生じて溶融状態が不均一となる、溶接精度が低下するなど、接続状態を不安定にするという不都合がある。
【０００７】
溶接精度を高めるには溶接エネルギを増強すればよいが、電極張出し部および集電板の異なる溶接条件に対して溶接エネルギを増大させれば、集電板を過熱させ、集電板と電極張出し部との接続を不安定にするという不都合がある。
【０００８】
斯かる要求や課題について、特許文献１〜４にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆はない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、集電板と電極張出し部との接続を安定化させ、コンデンサ素子の低抵抗化とともに接続強度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサは、素子端面に電極張出し部を形成したコンデンサ素子と、前記電極張出し部と溶接する溶接接続部とともに肉厚部を持ち、該肉厚部により熱容量を増大させた集電板と、前記コンデンサ素子の前記電極張出し部に前記集電板が溶接により接続されている。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの製造方法は、素子端面に電極張出し部を形成したコンデンサ素子の前記電極張出し部に溶接する溶接接続部とともに肉厚部を持つ集電板を形成する工程と、前記集電板の前記肉厚部に放熱手段を接触させて放熱させながら前記溶接接続部に溶接ビームを照射し、前記溶接接続部と前記電極張出し部とを溶接する工程とを含んでいる。
【００１２】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記放熱手段に把持手段を備え、該把持手段に前記肉厚部を把持させて前記集電板を放熱させてよい。
【００１３】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記コンデンサ素子の前記素子端面に少なくとも２つの前記集電板を設置し、スペーサを介在させて前記集電板を保持する工程と、前記スペーサから放熱しながら、前記各集電板に溶接ビームを照射し、前記電極張出し部に前記集電板を溶接する工程とを含んでもよい。
【００１４】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記把持手段に前記集電板の前記肉厚部を一括把持させ、前記把持手段を通して放熱させてよい。
【００１５】
上記目的を達成するためには、上記コンデンサの製造方法において、より好ましくは、前記スペーサに放熱手段を取り付けて放熱させてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のコンデンサ又はその製造方法によれば、次の何れかの効果が得られる。
【００１７】
(1) 集電板と電極張出し部との接続を安定化させることができ、コンデンサ素子の低抵抗化とともにコンデンサ素子と集電板との接続強度を高め、コンデンサの信頼性を向上させることができる。
【００１８】
(2) 集電板の熱容量を肉厚部により増加させたので、集電板に照射する溶接エネルギを高めることができ、溶接精度を高めることができる。
【００１９】
(3) 集電板の溶接部や電極張出し部が薄い場合にも溶接精度を高めることができる。
【００２０】
(4) 集電板および電極張出し部の溶接精度が高められることから、集電板とコンデンサ素子との接続構造を堅牢化できる。
【００２１】
(5) コンデンサ素子の電極張出し部と集電板との接触状況を集電板の熱容量の増加で補完できるので、溶接ムラを抑制できる。
【００２２】
(6) コンデンサ素子の電極張出し部と集電板との溶接精度が高められるため、集電板の溶接によってコンデンサ素子の低抵抗化を図ることができる。
【００２３】
(7) コンデンサ素子の素子端面に集電板を備えたことにより、コンデンサ素子と外部端子部材との接続処理を簡略化することができる。
【００２４】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】コンデンサ素子、集電板およびスペーサの一例を示す斜視図である。
【図２】コンデンサ素子および集電板の溶接工程を示す図である。
【図３】集電板の保持構造の一例を示す図である。
【図４】コンデンサ素子および集電板の保持構造の一例を示す図である。
【図５】溶接時の放熱メカニズムの一例を示す図である。
【図６】電気二重層コンデンサの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔第１の実施の形態〕
【００２７】
第１の実施の形態に係る電気二重層コンデンサおよびその製造方法について、図１を参照する。図１はコンデンサ素子、集電板およびスペーサの一例を示している。図１に示す構成は一例であって、係る構成に本発明が限定されるものではない。
【００２８】
この電気二重層コンデンサ２（以下「コンデンサ２」と称する）は、本発明のコンデンサおよびその製造方法の一例であって、コンデンサ素子４の素子端面６に集電板８Ａ、８Ｂを備える。一例であるコンデンサ素子４は巻回型素子であるが、巻回型素子以外の素子、たとえば、積層素子であってもよい。素子端面６に接続される集電板８Ａ、８Ｂ間には、コンデンサ２の製造時、集電板８Ａ、８Ｂの位置決め治具および放熱治具としてスペーサ１０が用いられる。
【００２９】
コンデンサ素子４はたとえば、陽極側および陰極側の電極箔をこれら両者間に介在させたセパレータとともに巻回されており、既述の素子端面６は電極箔より幅の広いセパレータの縁部で形成されている。この素子端面６には、素子中心部１１を中心に一定幅の絶縁間隔１２が設定され、この絶縁間隔１２を挟んで半円形状に陽極部１４Ａおよび陰極部１４Ｂが形成されている。陽極部１４Ａおよび陰極部１４Ｂは、コンデンサ素子２の素子端面に形成された電極張出し部の一例である。
【００３０】
陽極部１４Ａはセパレータの縁部より部分的に張り出させた陽極側の電極箔で形成され、素子端面６に突出させた電極箔を素子中心部１１に向かって折り畳み、偏平に成形されている。陰極部１４Ｂは、セパレータの縁部より部分的に張り出させた陰極側の電極箔で形成され、素子端面６に突出させた電極箔を素子中心部１１側に折り畳み、偏平に成形されている。これら陽極部１４Ａおよび陰極部１４Ｂは既述の絶縁間隔１２で絶縁されている。
【００３１】
また、陽極部１４Ａおよび陰極部１４Ｂには、中央に集電板当接部１６を挟んで集電板溶接部１８が形成されている。集電板溶接部１８の角度θは、たとえば、４０〔度〕ないし８０〔度〕に区分して切断されている。集電板当接部１６および集電板溶接部１８は、既述の通り、陽極側または陰極側の電極箔で形成されて分割されており、集電板溶接部１８は集電板当接部１６より圧縮成形されている。このため、集電板当接部１６は、集電板溶接部１８との間に段差を設けて高く設定されている。
【００３２】
集電板８Ａ、８Ｂは、コンデンサ素子４と図示しない外部端子との間に介在させる端子部材であって、集電板８Ａは陽極部１４Ａに溶接により接続され、集電板８Ｂは陰極部１４Ｂに同様に接続される。集電板８Ａ、８Ｂには素子中心部１１と対応する位置に円弧状の切欠部２０が形成され、この切欠部２０を中心に端子接続部２２、この端子接続部２２を挟んで溶接部２４が形成されている。端子接続部２２は外部端子（図６の陽極端子７４または陰極端子７６）側に接続する部分であって、溶接部２４との間に段差を設けて高く設定されている。溶接部２４は、コンデンサ素子４の集電板溶接部１８と溶接する部分であるから、集電板溶接部１８と密着させるため同一の形状である。
【００３３】
端子接続部２２には円弧状面からなる溶接部２６が形成され、この溶接部２６の前面部には、コンデンサ素子４の素子端面６すなわち、集電板当接部１６を覆う覆い部２８が形成されている。端子接続部２２の裏面側には集電板当接部１６と相似形の凹部３０が形成され、この凹部３０内にコンデンサ素子４の集電板当接部１６が収容される。
【００３４】
集電板８Ａ、８Ｂの各溶接部２４には、直方体状の突部３２が形成され、各突部３２が、各集電板８Ａ、８Ｂの対向縁面部３４の縁端部に肉厚部を形成している。各突部３２によって形成された肉厚部が集電板８Ａ、８Ｂの熱容量を増大させるとともに、集電板８Ａ、８Ｂが把持手段（たとえば、チャック）で把持される被把持部を構成している。被把持部を突部３２と別個に形成してもよい。
【００３５】
各集電板８Ａ、８Ｂは、コンデンサ素子４の素子中心部１１を基準にコンデンサ素子４の素子端面６に位置決めされ、既述の絶縁間隔１２と同様に絶縁間隔３６が設定される。そこで、コンデンサ２の製造には、既述のスペーサ１０が用いられ、このスペーサ１０は本発明における放熱手段の一例である。このスペーサ１０は熱吸収性、放熱性のよい金属材料たとえば、鋼材で形成され、中心保持部３８とともに、この中心保持部３８を中心に直径方向に間隔保持部４０、４２を備えている。
【００３６】
中心保持部３８は、位置決め対象である各集電板８Ａ、８Ｂの切欠部２０を素子中心部１１に位置決めする柱状部であり、高さｈ1 を備える。この高さｈ1 は、切欠部２０の高さｈ2 と一致又は同等又は高く、即ち、ｈ1 ≒ｈ2 、ｈ1 ＝ｈ2 又はｈ1 ＞ｈ2 の関係である。中心保持部３８の外周の半径ｒ1 は切欠部２０の内周面の半径ｒ2 と同等であり、ｒ1 ≦ｒ2 の関係である。
【００３７】
間隔保持部４０、４２は、対向配置される集電板８Ａ、８Ｂの各対向縁面部３４に当接され、中心保持部３８で切欠部２０を中心に、集電板８Ａ、８Ｂの間隔を平行に絶縁間隔３６に保持する平行部である。間隔保持部４０、４２の形状は、偏平な直方体からなる板状体であって、長さＬ、高さｈ1 および厚さｔを備え、表裏面を以て平行な基準面４４Ａ、４４Ｂが形成されている。
【００３８】
このようなスペーサ１０によれば、コンデンサ素子４の中心に配置された中心保持部３８の周面部に切欠部２０を当て、間隔保持部４０、４２の基準面４４Ａ、４４Ｂに対向縁面部３４を密着させれば、各集電板８Ａ、８Ｂが絶縁間隔３６を設けてコンデンサ素子４の素子端面６の適正な位置に位置決めされる。しかも、各集電板８Ａ、８Ｂにスペーサ１０を放熱部材として接触させることができる。
【００３９】
次に、コンデンサ素子４と集電板８Ａ及び８Ｂの溶接工程について、図２、図３および図４を参照する。
【００４０】
この溶接工程は、本発明のコンデンサの製造方法の一例である。この溶接工程では、コンデンサ素子４に載置した集電板８Ａ、８Ｂを保持装置４６によって所定位置に保持し、レーザ溶接装置４８から集電板８Ａ、８Ｂの溶接箇所５０に対してレーザ照射５２を行い、溶接を行う。
【００４１】
保持装置４６には、定盤５４に設置されたコンデンサ素子４上で集電板８Ａ、８Ｂを周面方向から加圧保持する複数の加圧保持部５６が備えられ、各加圧保持部５６は、コンデンサ素子４の素子中心部１１を中心に放射状に配置されている。この実施の形態では隣接する加圧保持部５６間が一例として６０〔度〕間隔に設定している。各加圧保持部５６には集電板８Ａ、８Ｂに当接するチャック部５８が備えられ、各チャック部５８の背面側には圧縮状態のスプリング６０が設置され、スプリング６０の復元力を集電板８Ａ、８Ｂに作用させている。したがって、集電板８Ａ、８Ｂは、周面方向より作用させた圧力Ｆ（図２）を受け、保持されている。また、各チャック部５８は金属で構成され、溶接時、各集電板８Ａ、８Ｂの放熱手段を構成している。
【００４２】
また、保持装置４６には、スペーサ１０によりコンデンサ素子４の素子中心部１１に位置決めされた集電板８Ａ、８Ｂを把持する一対のチャック保持部６２が備えられている。各チャック保持部６２は、集電板８Ａ、８Ｂの突部３２を一括して把持するチャック部６４が備えられ、このチャック部６４で集電板８Ａ、８Ｂおよびスペーサ１０が保持される。この実施の形態では、集電板８Ａ、８Ｂの対向縁面部３４の間には補助スペーサ６６が設置されている。この補助スペーサ６６は、スペーサ１０の間隔保持部４０、４２と同一の厚みｔを備え、集電板８Ａ、８Ｂの対向縁面部３４に密着させている。この補助スペーサ６６およびチャック部６４は、溶接時、外部の放熱手段を構成している。
【００４３】
チャック部６４の各チャック片６４Ａ、６４Ｂは図３に示すように、支持軸６８によって回動可能であり開閉される。
【００４４】
また、保持装置５６には、図４に示すように、定盤５４に載置されたコンデンサ素子４を下側の素子端面６から上方に向かう加圧力７０を作用させ、コンデンサ素子４を上下方向においても加圧状態で所定位置に保持する。定盤５４は、コンデンサ素子４を垂直に位置決めして載置し、素子端面６を水平に維持する基準面を設定する手段の一例である。
【００４５】
次に、レーザ溶接および放熱について、図５を参照する。図５はレーザ照射および放熱の一例を示している。
【００４６】
この溶接工程では、コンデンサ素子４の素子端面６に位置決めされ保持された各集電板８Ａ、８Ｂの溶接部２４にレーザ照射５２を行う。このレーザ照射５２は４箇所同時に行ってもよく、各部を交互に選択して行ってもよい。
【００４７】
突部３２を形成したことにより、各集電板８Ａ、８Ｂの熱容量は突部３２の容積分だけ増加している。そして、溶接箇所５０Ａにレーザ照射５２を行った場合、溶接箇所５０Ａに生じた熱は、矢印ｍで示すように、突部３２に接触しているチャック部６４のチャック片６４Ａに伝導し、チャック部６４の本体側に流れ、放熱される。また、溶接箇所５０Ａの熱は、矢印ｎで示すように、スペーサ１０にも流れ、補助スペーサ６６からチャック部６４の本体側に流れ、放熱される。このような放熱形態は他の溶接箇所５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄで生じた熱も同様に放熱される。
【００４８】
このように各集電板８Ａ、８Ｂの熱容量が突部３２の形成によって増加したことと、既述の放熱機能が高められ、その結果、レーザ溶接の際にレーザ溶接装置４８から各溶接箇所５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄに付与する溶接エネルギを高めることができる。この結果、従前では、レーザ溶接の際にレーザ出力を高めると、集電板８Ａ、８Ｂや電極張出し部である陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂを構成している電極箔が薄いために生じていた欠落部やムラを抑制できる。しかも、レーザ出力を弱めた場合に未接続部が生じていた不都合はレーザ出力を高めることにより改善することができる。そして、集電板８Ａ、８Ｂの熱容量の向上と相俟って放熱効率が向上したことにより、集電板８Ａ、８Ｂや陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂに加えられる溶接エネルギを吸収でき、溶接精度を高め、接続の信頼性を向上させることができる。
【００４９】
また、集電板８Ａ、８Ｂの突部３２による熱容量の増加は、集電板８Ａ、８Ｂに多様な放熱ルートが確保されたことによる、溶接時の溶融熱量変化を抑制でき、溶接状態の安定化を図ることができ、溶接精度を向上させることができる。
【００５０】
次に、集電板８Ａ、８Ｂを素子端面６に備える電気二重層コンデンサ２について、図６を参照する。図６は電気二重層コンデンサの一例を示している。
【００５１】
図６に示す電気二重層コンデンサ２では、コンデンサ素子４の陽極部１４Ａには封口板７２にある陽極端子７４が溶接により接続され、陰極部１４Ｂには封口板７２にある陰極端子７６が溶接により接続されている。陽極端子７４、陰極端子７６はコンデンサ２の外部端子の一例である。
【００５２】
このように、コンデンサ素子４と封口板７２は一体化され、円筒状の外装ケース７８にコンデンサ素子４が挿入される。外装ケース７８はたとえば、アルミニウムケースで構成される。封口板７２には封口本体８０の外面側縁部に封止リング８２が設置されている。この封口板７２は、外装ケース７８の絞り部８４で位置決めされるもととに、外装ケース７８の開口縁部８６をカーリング処理して封口板７２の封止リング８２に食い込ませることにより、外装ケース７８に保持されている。また、コンデンサ素子４は、封口板７２と外装ケース７８の内底面との間に保持されている。
【００５３】
この実施の形態では、コンデンサ素子４の素子端面６と封口板７２の封口本体８０との間には絶縁性リング８８が設置されている。この絶縁性リング８８が集電板８Ａ、８Ｂの周囲面及びその近傍を覆い、外装ケース７８とコンデンサ素子４側との絶縁が図られている。
【００５４】
以上説明した第１の実施の形態の電気二重層コンデンサ２の特徴事項や利点を列挙すれば以下の通りである。
【００５５】
(1) コンデンサ素子４や製品であるコンデンサ２の内部抵抗を低下させるため、電極張出し部である陽極部１４Ａや陰極部１４Ｂを増大し、集電板８Ａ、８Ｂとの接触面積を大きくすれば、それらの表面性状が溶接条件や溶接精度に影響を与えることは既述の通りである。これに対し、集電板８Ａ、８Ｂの熱容量を増大させたので、溶接エネルギを増大させ、溶接精度を高めることができる。
【００５６】
(2) 集電板８Ａ、８Ｂの熱容量を増大させる手段である複数の突部３２は、集電板８Ａ、８Ｂの対向縁面部３４の角部に形成し、しかも、集電板８Ａ、８Ｂの厚み方向に突出しているので、溶接部２４の溶接有効面積を狭めることなく、集電板８Ａ、８Ｂには溶接有効面積が十分に確保されている。これは溶接処理の利便性に加え、溶接精度を高めることができる。しかも、溶接部２４はレーザ溶接などのエネルギ照射による溶接に適する厚さに形成でき、陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂに溶接エネルギを十分に伝達できる。
【００５７】
(3) 集電板８Ａ、８Ｂの溶接部２４や陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂの電極箔が薄い場合にも溶接精度を高めることができる。
【００５８】
(4) 集電板８Ａ、８Ｂおよび陽極部１４Ａ、陰極部１４Ｂの溶接精度が高められることから、集電板８Ａ、８Ｂとコンデンサ素子４との接続構造を堅牢化できる。
【００５９】
(5) 陽極部１４Ａまたは陰極部１４Ｂと集電板８Ａまたは集電板８Ｂとの接触状況を集電板の熱容量の増加で補完でき、溶接ムラを抑制できる。
【００６０】
(6) 溶接精度の向上により、集電板８Ａ、８Ｂの溶接によってコンデンサ素子４の低抵抗化を図ることができ、ひいては等価直列抵抗の低い製品など、コンデンサ２の電気的な特性を向上させることができる。
【００６１】
(7) コンデンサ素子４の素子端面６に集電板８Ａ、８Ｂを備えたことにより、コンデンサ素子４と外部端子部材すなわち、陽極端子７４または陰極端子７６との接続処理を簡略化することができる。
【００６２】
(8) 外装部材である封口板７２には、コンデンサ素子４が強固に支持されている。即ち、陽極端子７４及び陰極端子７６に集電板８Ａ、８Ｂを介してコンデンサ素子４の陽極部１４Ａ及び陰極部１４Ｂがレーザ溶接により、強固に固定されるので、コンデンサ素子４の支持強度が高められている。この結果、機械的に堅牢な支持構造が構成され、製品の耐震性を高めることができる。
【００６３】
(9) 集電板８Ａ、８Ｂを備えているので、コンデンサ素子４にタブを接続する必要がない。
【００６４】
〔第２の実施の形態〕
【００６５】
(1) 第１の実施の形態では、端子部材として陽極端子７４及び陰極端子７６を例示したが、これら陽極端子７４及び陰極端子７６と集電板８Ａ、８Ｂとの間に端子板を備えた構成であってもよい。
【００６６】
(2) 第１の実施の形態では、溶接手段としてレーザ溶接を例示したが、溶接エネルギを照射する溶接方法であればよく、たとえば、電子ビーム溶接を用いてもよい。
【００６７】
(3) 第１の実施の形態では、電気二重層コンデンサ２を例示したが、本発明はこれに限定されない。同一の構造及び方法は、電解コンデンサにも同様に適用でき、同様の効果が得られる。
【００６８】
(4) 第１の実施の形態では、スペーサ１０と補助スペーサ６６とを別個の構成としたが、これらを一体化した構成としてもよい。たとえば、スペーサ１０の間隔保持部４０、４２を延長し、補助スペーサ６６の機能をスペーサ１０で実現してもよい。
【００６９】
(5) 第１の実施の形態では、保持装置４６に加圧保持部５６やチャック保持部６２を備える構成としたが、コンデンサ素子４や集電板８Ａ、８Ｂの保持や固定手段は上記実施の形態に限定されない。また、第１の実施の形態では、保持手段や固定手段で放熱手段を兼用しているが、保持装置４６と放熱手段を別個に設置してもよい。
【実施例】
【００７０】
この実施例は、既述の第１の実施の形態における溶接工程の実験例を示している。
【００７１】
この実施例では、既述の第１の実施の形態に係る供試品は集電板８Ａ、８Ｂ、保持装置４６およびスペーサ１０による放熱を行い、比較例に係る供試品には突部３２がない集電板を使用し、保持装置４６、スペーサ１０による放熱を行わないこととした。それぞれの溶接条件は、レーザ出力：５０〔Ｗ〕〜３０００〔Ｗ〕、レーザ走査の速度：一定速度、３００〔ｍｍ／秒〕〜３０００〔ｍｍ／秒〕とし、集電板８Ａ、８Ｂと電極部１４Ａ、１４Ｂを溶接した。第１の実施の形態に係る供試品１０〔個〕と比較例に係る供試品１０〔個〕のそれぞれについて、溶接部分の外観形状を観察し、溶接不良数を算出した。
【００７２】
この結果、溶接不良比率（不良数／供試品数）は、第１の実施の形態に係る供試品では、０／１０、比較例では、２／１０であった。第１の実施の形態の供試品は、レーザ溶接が良好で、溶接不良は皆無であり、これに対し、比較例の供試品は、局所的に集電板が過度に熱せられ、ボイドや欠落部等の溶接不良を生じた。つまり、第１の実施の形態に係る製品では、集電板の熱容量が増大し、良好なレーザ溶接が得られたのに対し、比較例に係る製品では、集電板の熱容量が小さく、局所的に集電板が過度に熱せられ、溶接不良が生じた。
【００７３】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のコンデンサ及びその製造方法は、集電板の熱容量を増大させ、溶接時の放熱性を高めたので、溶接精度の向上とともに、製品の信頼性を高めることができるなど、有益である。
【符号の説明】
【００７５】
２ 電気二重層コンデンサ
４ コンデンサ素子
６ 素子端面
８Ａ、８Ｂ 集電板
１０ スペーサ
１１ 素子中心部
１４Ａ 陽極部
１４Ｂ 陰極部
１６ 集電板当接部
１８ 集電板溶接部
２０ 切欠部
２２ 端子接続部
２４、２６ 溶接部
３６ 絶縁間隔
３８ 中心保持部
４０、４２ 間隔保持部
４６ 保持装置
４８ レーザ溶接装置
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ 溶接箇所
５２ レーザ照射
５６ 加圧保持部
５８、６４ チャック部
６２ チャック保持部
６６ 補助スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子端面に電極張出し部を形成したコンデンサ素子と、
前記電極張出し部と溶接する溶接接続部とともに肉厚部を持ち、該肉厚部により熱容量を増大させた集電板と、
前記コンデンサ素子の前記電極張出し部に前記集電板が溶接により接続されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
素子端面に電極張出し部を形成したコンデンサ素子の前記電極張出し部に溶接する溶接接続部とともに肉厚部を持つ集電板を形成する工程と、
前記集電板の前記肉厚部に放熱手段を接触させて放熱させながら前記溶接接続部に溶接ビームを照射し、前記溶接接続部と前記電極張出し部とを溶接する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記放熱手段に把持手段を備え、該把持手段に前記肉厚部を把持させて前記集電板を放熱させることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記コンデンサ素子の前記素子端面に少なくとも２つの前記集電板を設置し、スペーサを介在させて前記集電板を保持する工程と、
前記スペーサから放熱しながら、前記各集電板に溶接ビームを照射し、前記電極張出し部に前記集電板を溶接する工程と、
を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記把持手段に前記集電板の前記肉厚部を一括把持させ、前記把持手段を通して放熱させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記スペーサに放熱手段を取り付けて放熱させる、
ことを特徴とする請求項４または５に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項１】
素子端面に電極張出し部を形成したコンデンサ素子と、
前記電極張出し部と溶接する溶接接続部とともに肉厚部を持ち、該肉厚部により熱容量を増大させた集電板と、
前記コンデンサ素子の前記電極張出し部に前記集電板が溶接により接続されていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２】
素子端面に電極張出し部を形成したコンデンサ素子の前記電極張出し部に溶接する溶接接続部とともに肉厚部を持つ集電板を形成する工程と、
前記集電板の前記肉厚部に放熱手段を接触させて放熱させながら前記溶接接続部に溶接ビームを照射し、前記溶接接続部と前記電極張出し部とを溶接する工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記放熱手段に把持手段を備え、該把持手段に前記肉厚部を把持させて前記集電板を放熱させることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記コンデンサ素子の前記素子端面に少なくとも２つの前記集電板を設置し、スペーサを介在させて前記集電板を保持する工程と、
前記スペーサから放熱しながら、前記各集電板に溶接ビームを照射し、前記電極張出し部に前記集電板を溶接する工程と、
を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のコンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記把持手段に前記集電板の前記肉厚部を一括把持させ、前記把持手段を通して放熱させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のコンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記スペーサに放熱手段を取り付けて放熱させる、
ことを特徴とする請求項４または５に記載のコンデンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３８６３９（Ｐ２０１２−２３８６３９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５０４０（Ｐ２０１１−１０５０４０）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００２２８５７８）日本ケミコン株式会社 (514)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００２２８５７８）日本ケミコン株式会社 (514)
【Ｆターム（参考）】
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